发展中国脑科学和智能科技的思考与建议

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脑科学是以脑为研究对象的多学科汇合的新兴研究领域，是研究人、动物和机器的认知与智能的本质与规律的科学。人类正经历一场向智能社会的革命性转变。在初步拥有了人类的“生命蓝图”—基因组学之后，人类开始描绘“智力蓝图”，其最核心内容是理解认知大脑高级功能的物质及结构基础，在防治认知障碍性疾病的同时，发展人工智能和认知技术并广泛应用，从而实现由“信息时代”向“脑智时代”的跨越。

在这个时代变迁之际，《中国科学：生命科学》2016年第2期邀请编委张旭院士组织了“中国脑科学和智能科技的发展战略”专题。该专题收录了包括杨雄里、郭爱克和苏国辉院士在内的多位神经科学、人工智能、生物医学工程等研究领域的专家和学者的11篇点评文章，就我国未来脑科学研究和人工智能技术开发发表了见解和建议。

脑认知功能是通过大脑内大量神经元极端复杂的联结以模块化的多层次结构来实现的。这一复杂性在微纳米尺度表现为突触连接的分子构架与信号传递，在百微米尺度表现为大脑皮质功能柱等局域神经回路与信息编码，而在宏观尺度则表现为不同脑区的联结与认知功能的实现。专家和学者们认为解析“脑认知功能网络”是最终阐明智力及其障碍的必由之路，研发新的脑研究技术和方法，将揭示脑的工作原理、认识人类自身，提升和扩展人的智力和创造性，推动智能科学技术进步。


儿童脑发育缺陷、孤独症、成年人的抑郁症、老年性神经退行性疾病等造成各种认知和智力损害，或者情感和心理缺陷，缺乏预防、临床诊断和治疗的技术方法，是人类需要解决的主要脑科学和医学问题。专家和学者们认为，对脑认知功能调控机理的深入理解，特别是应用现代遗传学和分子生物学技术研究与认知功能相关的各类神经元的发育、病变和衰老过程，研究胶质细胞在脑疾病中的作用，以及对人类认知和智力损害性疾病病因分析和药物靶标筛选，将引领新的诊断和治疗技术的研发和应用，提高人类的生活质量。

人工智能是要实现所有目前必须借助人类智慧才能实现的任务的集合。专家和学者们指出，认知技术是人工智能领域的产物，包括计算机视觉、机器学习、自然语言处理、语言识别技术、机器人技术。基于脑科学原理的智能机器人是具有感知、思维和行动的机器人，可获取、识别、处理多种信息，自主完成较为复杂的操作任务。目前，信息产业解决各种认知应用的重要方向是发展神经网络芯片，对智能机器人提供硬件支撑，构建基于人工智能的大数据采集、分析和应用体系是智能机器人获得智力的基础。

专家和学者们提出的这些宝贵的建议对我国的脑科学研究计划的设计和实施具有十分重要的建设性意义，期望我国能够及时制定并启动脑科学研究计划，为我国实现由“信息时代”向“脑智时代”的跨越做出贡献。